Η φωτογραφία με μικροσκόπιο είναι η επιστήμη της δημιουργίας και καταγραφής εικόνων μικροσκοπικού υλικού. Χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορους τομείς της επιστήμης, από την εγκληματολογία μέχρι την αρχαιολογία. Οι πρώτες μέθοδοι φωτογράφισης με μικροσκόπιο περιελάμβαναν την προσαρμογή του φωτογραφικού εξοπλισμού για χρήση με φακούς μικροσκοπίου. Στον 21ο αιώνα, οι εξελίξεις στην ψηφιακή φωτογραφία επιτρέπουν μεγαλύτερη ευελιξία στη δημιουργία αυτών των εικόνων. Η φωτογραφία με μικροσκόπιο ονομάζεται επίσης φωτομικροσκόπηση και το αποτέλεσμα ονομάζεται φωτομικρογραφία ή απλά μικρογράφημα.
Η φωτογραφία και η μικροσκοπία προέκυψαν από την πρόοδο στην οπτική και την κατασκευή φακών τον 17ο έως τον 19ο αιώνα. Οι έξυπνοι συνδυασμοί καθρεφτών και μεγεθυντικών φακών έφεραν τις μικρές λεπτομέρειες μιας εικόνας σε ευκρινή εστίαση, όπως ακριβώς κάνει το ανθρώπινο μάτι. Με τις κατάλληλες διατάξεις, τέτοιοι φακοί και καθρέφτες θα μπορούσαν να μεγεθύνουν τα πολύ μακρινά, όπως στα τηλεσκόπια, ή τα πολύ μικρά. Στη δεκαετία του 1800, πρωτοπόροι φωτογράφοι έμαθαν πώς να καταγράφουν μόνιμα εικόνες σε μεταλλικές ή γυάλινες επιφάνειες, που ονομάζονται πλάκες, μέσω χημικών διεργασιών. Οι επιστήμονες σύντομα συνειδητοποίησαν ότι μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν τη φωτογραφία για να καταγράψουν τις εικόνες που έβλεπαν μέσω των μικροσκοπίων τους.
Η παλαιότερη φωτογραφία με μικροσκόπιο κατέγραψε μικροσκοπικές εικόνες απευθείας σε φωτογραφικές πλάκες. Αυτό επιτεύχθηκε με τη χρήση δακτυλίων προσαρμογής για τη σύνδεση του μικροσκοπίου στον φακό της κάμερας. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ο φακός της κάμερας αφαιρέθηκε, επιτρέποντας στο μικροσκόπιο να λειτουργήσει ως ο ίδιος ο φακός. Τον 20ο αιώνα, αναπτύχθηκαν ειδικές κάμερες για την καταγραφή μικρογραφιών σε φωτογραφικό φιλμ. Οι τυπικές τεχνικές επεξεργασίας φωτογραφιών της εποχής απαιτούσαν τη βύθιση του φιλμ σε αναπτυσσόμενες χημικές ουσίες, προκαλώντας κάποια καθυστέρηση πριν μπορέσει να αναλυθεί η εικόνα.
Οι τεχνικές ψηφιακής φωτογραφίας έχουν αλλάξει τόσο τη μικροσκοπία όσο και τη φωτογραφία με μικροσκόπιο. Οι σύγχρονες μικρογραφίες μπορούν να εμφανίσουν μικροσκοπικό υλικό σε πραγματικό χρόνο, ενώ είναι ακόμα στο μικροσκόπιο. Η εγγραφή βίντεο και η ενσωμάτωση με συστήματα υπολογιστών είναι επίσης δυνατή, κάτι που μπορεί να βοηθήσει όταν απαιτείται λεπτομερής ανάλυση μιας εικόνας. Τα εργαστήρια εγκλήματος χρησιμοποιούν τέτοιες μικρογραφίες ενώ αναζητούν ίχνη αποδεικτικών στοιχείων από σκηνές εγκλήματος. Αυτή είναι ίσως η πιο γνωστή χρήση της φωτομικροσκοπίας, χάρη στα τηλεοπτικά εγκληματικά δράματα.
Ωστόσο, η φωτογραφία με μικροσκόπιο έχει άλλες εφαρμογές και έχει οδηγήσει σε πρόοδο σε πολυάριθμα επιστημονικά πεδία. Για παράδειγμα, οι γεωλόγοι εξετάζουν μικροσκοπικά δείγματα εδάφους για στοιχεία ατμοσφαιρικών και περιβαλλοντικών συνθηκών σε διάφορες ιστορικές εποχές. Η ιατρική και η ανοσολογία εξαρτώνται επίσης από μικρογραφίες για την έρευνα, τη διάγνωση και τη θεραπεία της νόσου. Τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια χρησιμοποιούν ηλεκτρόνια αντί για φως για να εξετάσουν υλικό, συμπεριλαμβανομένων των κυτταρικών και μοριακών δομών, σε πολύ μεγαλύτερες μεγεθύνσεις από τα συνηθισμένα μικροσκόπια. Οι εικόνες που δημιουργούνται από ηλεκτρονικά μικροσκόπια ονομάζονται επίσης μικρογραφίες.